Estructura de Lewis-Introd

1. .. . . .. Lewis-Intro Estructura de Lewis-Introd La estructura de Lewis de una especie química es una representación de la estructura electrónica de la misma. Da una idea de la compartición o transferencia de electrones en un modelo de enlace localizados. Fundamentalmente los electrones se reparten en: - De enlace. Un enlace sencillo, que contiene dos electrones, se representa por un guión. Ej: H-H Un enlace doble, cuatro electrones, como C=C. Un enlace triple, seis electrones, N=N - No compartidos H-Cl Ejemplo la molécula de HCl. Tiene seis electrones no compartidos sobre Cl y dos de enlaces H-Cl.

2. Lewis-Intro E. Lewis-Reglas • Aunque se puede deducir la estructura de Lewis por el método • prueba-error, resulta conveniente adoptar un procedimiento • más sistemático. • Se elige el átomo central. • Generalmente en combinaciones AXn, es el átomo menos • Electronegativo. H nunca actúa como átomo central. • 2. Calcular el número de electrones de valencia de la especie. • (nev). • Se suman los electrones de valencia de todos los átomos. Si la especie tiene carga: • Se añaden Z electrones si tiene carga –Z. • Se restan Z electrones si la larga es +Z.

3. Lewis-Intro E. Lewis-Reglas2 3. Se determina el número de conexiones entre átomos. Generalmente es igual al número de átomos que acompañan al átomo central. Para AXn el número de conexiones serán n.Para especies XOnHm, los átomos de H se unen a través del Oxígeno, X-O-H. Nunca directamente al átomo central. Las conexiones son n+m 4. Se calculan los electrones de enlace. Son igual a dos por conexión. 2n para especiesAXn. Para especies XOnHm los electrones de enlace serán 2(n+m) 5. Los electrones restantes son: nev – 2(n+m). 6.Se completa el octeto de los átomos periféricos. Generalmente completan el octeto, que quedan como electrones no compartidos. Hidrógeno no acepta más electrones. 7. Los electrones restantes se añaden al átomo central. Generalmente esto consume todos los electrones (nev).

4. Lewis-Intro Regla del octeto Los átomos del primer período, Li-Ne, como máximo pueden alojar ocho electrones a su alrededor. La razón es que solo disponen de cuatro orbitales atómicos en la capa de valencia, 2s, 2px,2py,2pz.

5. Lewis-Intro Regla del octeto2 Los átomos más pesados, Na-A, pueden alojar más de ocho electrones a su alrededor. No lo hacen en todos los casos. La razón es que disponen de suficientes orbitales atómicos en la capa de valencia, 3s, 3p,3d. 8e 10e

6. Lewis-Intro Regla del octeto3 Hidrógeno nunca puede tener mas de dos electrones en la capa de valencia La razón es que dispone de un orbital 1s en la capa de valencia. Los átomos terminales nunca amplían el octeto. Ej. Cl en CCl4

7. Lewis-Intro Lewis-Cargas formales El proceso se completa calculando las cargas formales sobre los átomos en la especie. La carga formal de un átomo resulta de: Qf = Electrones de valencia del átomo - Electrones átomo combinado = Ev – Ec = Ev - (Enc + ½ Eenlace). Ev = Electrones de valencia del átomo Ec = Electrones en el átomo combinado. Enc = Todos los electrones no compartidos ½ Eenlace = La mitad de los electrones de enlace. Si el átomo tiene más electrones combinado que aislado, la Qf será negativa y a la inversa. La suma de las cargas formales debe ser igual a la carga de la especie química.

8. Lewis-Intro 2Lewis-Cargas formales 8: Una estructura de Lewis será correcta si presenta la menor dispersión de cargas formales sobre sus átomos. La suma de cargas es cero pero la dispersión es alta. Adicionalmente, siguiendo las reglas anteriores el átomo de C ha quedado rodeado de tan solo cuatro electrones.

9. Lewis-Intro 3Lewis-Cargas formales 9: Se reducen la cargas formales sobre átomos colocando uno o más pares del átomo terminal como pares de enlaces. De este modo, los electrones se reorganizan y las cargas formales se reducen.

10. Lewis-Intro 4Lewis-Cargas formales 10: El proceso se puede repetir hasta minimizar la dispersión de cargas. La estructura de Lewis resultante es la correcta. 11: ¿Qué más se deduce de la estructura de Lewis?

11. Lewis-Intro Código electrónico • Los electrones en una especie se representan con una expresión del tipo AXnEm donde • X representa los enlaces. • n es el número de enlaces, tanto sencillos como múltiples • E representa los pares electrónicos no compartidos. • m es el número de pares no compartidos. • m+n nos determina el número de posiciones alrededor del • átomo central. Un electrón sin emparejar se cuenta como un par electrónico y ocupa una posición. Ejemplos: AX2E2 AX3E

12. Lewis-Intro Geometría AXn 12. El átomo central deberá colocar los m+n pares electrónicos minimizando las repulsiones entre ellos. Si todos los pares electrónicos son de enlace, AXnE0, la especie adoptará una de estas geometrías. n=4. Tetraédrica n=5. Bipirámide trigonal n=2. Lineal n=3. Triangular plano n=6. Octaédrica

13. Lewis-Intro 2Geometría 13. Si la especie tiene un total de 3-4 pares, y tiene pares no compartidos,la especie adoptará una de estas geometrías. AX2E Angular AX2E2 Angular AX3E Pirámide trigonal En estas geometrías todas las posiciones son equivalentes

14. Lewis-Intro 3Geometría m+n=5 14. Si la especie tiene un total de5 pares y tiene pares no compartidos la especie adoptará una de estas geometrías. AX2E3 Lineal AX4E Balancín AX3E2 En T

15. Lewis-Intro 4Geometría m+n=6 15. Si la especie tiene un total de 6 pares y tiene pares no compartidos la especie adoptará una de estas geometrías. AX4E2 Cuadrado plana AX5E Pirámide cuadrada

16. Lewis-Intro Regla 1 Los pares electrónicos, de enlace (X) y no compartidos (E), se sitúan buscando la mínima repulsión. Regla 1. La repulsión entre pares no compartidos (E-E) es mucho mayor que entre un par no compartido y uno de enlace (E-X) y esta última es mayor que entre pares de enlace (X-X) E-E >> E-X >> X-X E-E E-X X-X Regla 2. Las repulsiones entre pares electrónicos solo se consideran cuando son de 90º. Las existentes entre pares situados a 120º se consideran despreciables.

17. Lewis-Intro Regla 2 Regla 2. Las repulsiones entre pares electrónicos solo se consideran cuando son de 90º. Las existentes entre pares situados a 120º se consideran despreciables. E-X E-X E-X E-X

18. Lewis-Intro Repulsiones Regla 2. Las repulsiones entre pares electrónicos solo se consideran cuando son de 90º. Las existentes entre pares situados a 120º se consideran despreciables. E-X E-X E-X Mas estable 3 E-X 2 E-X

19. Lewis-Intro Repulsiones2 Regla 2. Las repulsiones entre pares electrónicos solo se consideran cuando son de 90º. Las existentes entre pares situados a 120º se consideran despreciables. E-X E-X E-X E-X Mas estable 6 E-X 4 E-X

20. EJERCICIO. Abrir imágenes interactivas pulsando: 1º http://www.uv.es/lahuerta 2º 3º

21. I I M N A T G E E R N A E C S T I V A S PULSAR Abrir: http://www.uv.es/lahuerta